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Travaux souterrains Tunnel d’Hallandsas : creusement sous haute surveillance
PHOTO - TECH hallandsas_0014.eps - © F. vigouroux/vinci

Travaux souterrains Tunnel d’Hallandsas : creusement sous haute surveillance

JULIEN BEIDELER |  le 05/01/2006  |  EuropeRéalisationsTravailEntreprisesArchitecture

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Par deux fois, en 1990 et 1996, le creusement du tunnel ferroviaire d’Hallandsas en Suède a échoué. La faute revient à un contexte géologique très capricieux. Le groupement Skanska/Vinci Construction Grands Projets reprend aujourd’hui les travaux au parfum de défi.

C’est au beau milieu de la campagne suédoise, à mi-chemin entre Malmö et Göteborg, que se construit le tunnel ferroviaire d’Hallandsas. L’apparente quiétude de la surface est trompeuse. Car quelques mètres plus en profondeur, au cœur de la colline d’Hallandsas, le creusement de l’ouvrage est surveillé comme le lait sur le feu. « Cette fois-ci, nous avons mis toutes les chances de notre côté, confie un responsable de Banverket, le réseau ferré national suédois. Mais sur ce projet, nous avons appris à ne jurer de rien. »

La construction du tunnel d’Hallandsas a déjà connu des rebondissements. Petit résumé des épisodes précédents. En 1975, le gouvernement suédois décide de réaliser en conception-construction un tunnel sous la colline d’Hallandsas dans le cadre du programme de rénovation de la ligne ferroviaire entre Göteborg et Malmö. Objectif : augmenter le trafic de la ligne ainsi que le tonnage des trains l’empruntant. Au début des années 90, un premier marché est signé avec une entreprise d’Etat, Kraftbyggama, qui choisit d’utiliser un tunnelier s’agrippant à la roche pour avancer. Après une dizaine de mètres de creusement, la machine s’arrête, le rocher étant trop altéré pour constituer un appui solide. En 1996, l’entreprise suédoise Skanska – un des géants mondiaux du BTP – reprend les travaux et abandonne le tunnelier « agrippeur » pour un creusement à l’explosif. Pour prévenir des venues d’eau, d’importantes injections sont réalisées. En vain. Non seulement les travaux ont pour conséquence d’assécher la nappe phréatique mais les eaux d’exhaure chargées du produit d’injection polluent une rivière proche provoquant la paralysie de quelques bovins venus s’y désaltérer.

Deux tunnels. En 2002, Banverket relance le projet et confie les travaux au groupement Skanska/Vinci Construction Grands Projets. Ce chantier est le premier partenariat d’envergure entre les deux géants du BTP. Il s’agit de réaliser deux tunnels, de respectivement 5 486 et 5 424 m de longueur, pour 9 m de diamètre intérieur, auxquels il faut ajouter 12 intertubes.

La solution de creusement retenue : un tunnelier à deux modes de confinement, capable d’évoluer dans une géologie chahutée (voir encadré ci-contre). Car la colline d’Hallandsas est un caprice géologique. Une zone soulevée par deux failles, appelée horst, où se côtoient diverses roches métamorphiques (gneiss, amphibolite ou dolerite…). « Sous une forte charge hydrostatique (15 bars), nous rencontrerons à la fois des roches très dures et très altérées, explique François Dudouit, directeur des travaux pour Vinci Construction Grands Projets. Une zone en particulier, baptisée Mölleback, nécessitera que nous réalisions des injections sur 200 m et une congélation du terrain sur 120 m ».

Pour traverser les roches altérées, le tunnelier est équipé de cinq foreuses qui autorisent la réalisation d’injections de terrain à l’avancement. De la même manière, il est possible de réaliser des reconnaissances géologiques pour s’assurer des caractéristiques de sol.

Massif rebelle. Toutes les précautions ont été prises. D’abord, pour éviter que ne se reproduise l’assèchement de la nappe, les débits d’eau drainés par la construction sont limités à 100 l/s sur un mois glissant avec un maximum de 400 l/s. « Au-delà de ces seuils, soit nous réalisons un traitement de sol, soit nous passons en mode fermé », indique François Dudouit. Le maître d’ouvrage reçoit en temps réel les résultats de contrôle des eaux usées traitées qui sont rejetées en mer, via un émissaire d’une dizaine de kilomètres.

Les travaux ont débuté à la mi-septembre. Et le « massif rebelle », tel que le qualifie le directeur des travaux, a déjà fait des siennes. Dans une matrice de terrain très altéré, de gros blocs rocheux se sont accumulés devant la tête du tunnelier jusqu’à la bloquer. « Nous procédons à la stabilisation du terrain au-dessus du tunnelier et à certaines modifications sur la tête. Le redémarrage est prévu fin janvier. »

CARTE - MN5328-Situ-Hallandsas.EPS
CARTE - MN5328-Situ-Hallandsas.EPS - ©
Le tunnelier Asa est né : 3 100 tonnes pour 215 mètres

Pour mettre toutes les chances de leur côté, Vinci et Skanska ont fait appel au spécialiste Herrenknecht pour concevoir et fabriquer leur tunnelier. Une machine capable d’évoluer dans un contexte géologique hétérogène mais aussi, dans la mesure du possible, de faire face à l’imprévu. En une quinzaine de mois, les ingénieurs d’Herrenknecht ont donné naissance à Asa, un tunnelier de 3 100 tonnes et 215 m de long. « Asa est capable de fonctionner en mode ouvert ou fermé, indique François Dudouit, directeur des travaux. Selon nos estimations, nous devrions travailler à 80 % en ouvert, 20 % en fermé. » Le confinement de la chambre (voir « Le Moniteur » n° 5 323 du 2 décembre 2005, p. 11) atteint des valeurs inédites à ce jour, même lors de creusements aux Pays-Bas dans des sols gorgés d’eau.

Le tunnelier est dimensionné pour fonctionner jusqu’à une pression de confinement de 8 bars suivant la perméabilité du terrain et même de 13 bars de façon tout à fait exceptionnelle, en cas d’instabilité du front. En mode ouvert, la vitesse théorique maximale d’avancement est de 12 m par jour avec un marinage de 1 000 t/h. En mode fermé, ces valeurs passent à 8 m par jour et 2 000 m3/h. « Asa est né sous le signe d’une collaboration efficace, a déclaré Martin Herrenknecht lors du baptême du tunnelier en septembre. Une collaboration dont nous espérons qu’elle préfigure le déroulement du chantier. »

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Fiche technique

Maître d’ouvrage : Banverket (réseau ferré national suédois) ;

Maître d’œuvre : VBB Viak AB ; VBB Anläggning AB ; Bergab ; Scandiaconsult ; Scandinavia Project Management AB ;

Groupement : Skanska (mandataire, 60 %) ; Vinci Construction Grands Projets (40 %) ;

Montant du contrat : 450 millions d’euros ;

Début des travaux : août 2003 ;

Délai : 84 mois, ouverture du tunnel prévue en 2011 ;

Effectif en pointe : 400 personnes.

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